《自感现象与涡流 第2课时》示范课教学设计【物理鲁科版高中选择性必修第二册（新课标）】

4/43自感现象与涡流（第2课时）教学目标1.通过对涡流实例的分析，了解涡流现象在生活和生产中的应用。2.了解涡流现象的利用和危害。教学重难点教学重点了解涡流现象在生活和生产中的应用。教学难点了解涡流现象的利用和危害。教学准备多媒体设备教学过程新课引入问题引入：在电磁炉的炉盘下有一个线圈。电磁炉工作时，它的盘面并不发热，在炉盘上面放置铁锅，铁锅会发热。你知道这是为什么吗?讲授新课三、涡流及其应用教师演示：电磁炉把水加热教师提问：金属块中的涡流是怎样形成的？学生回答：迅速变化的电流通过电磁炉面板下方的线圈时，线圈周围产生迅速变化的磁场，变化的磁场使面板上方的铁锅底部产生涡流，铁锅迅速发热，从而达到加热食物的目的。教师讲解：当某线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，附近的另一个线圈（或导体）中可能会产生感应电流。这样的感应电流看起来就像水中的旋涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流。金属块中的涡流会产生热量。教师提问：涡流热效应有哪些应用呢？学生回答：真空冶炼炉、电磁炉。教师提问：涡流磁效应有哪些应用呢？学生回答：探雷器、安检门。教师提问：电动机或发电机、变压器等设备中应防止铁芯中涡流过大而浪费能量，损坏电器。我们可以通过什么途径来防止涡流呢？学生活动：阅读课本学生回答：途径一：增大铁芯材料的电阻率；途径二：用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。教师活动：涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵循法拉第电磁感应定律。典题剖析例1.如图所示为高频电磁炉的工作示意图，它是采用电磁感应原理产生涡流加热的，它利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，当变化的磁场通过含铁质锅的底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速升温，然后再加热锅内食物。电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，不会泄漏，对人体健康无危害。关于电磁炉，以下说法中正确的是()A．电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的B．电磁炉是利用变化的磁场产生涡流，使含铁质锅底迅速升温，进而对锅内食物加热的C．电磁炉是利用变化的磁场使食物中的极性水分子振动和旋转来对食物加热的D．电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热的解析：电磁炉的工作原理是利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，变化的磁场通过含铁质锅的底部产生无数小涡流，使锅体温度升高后加热食物，A、D错误，B正确；C项是微波炉的加热原理，C错误。答案：B例2.安检门是一种检测人员有无携带金属物品的探测装置，又称金属探测门。安检门主要应用在机场、车站等人流较大的公共场所用来检查人身体上隐藏的金属物品，如枪支、管制刀具等。如图为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈。工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向均匀减小的电流，则()A．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为逆时针B．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流增大C．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为逆时针D．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流大小发生变化解析：当左侧线圈中通有不断减小的顺时针方向的电流时，可知穿过右侧线圈的磁通量向右，且不断减小，根据楞次定律可知，右侧线圈中产生顺时针方向的感应电流，故A错误；无金属片通过时，通电线圈中存在顺时针方向均匀减小的电流，则通电线圈中的磁通量均匀减小，所以穿过右侧线圈中的磁通量均匀减小，则磁通量的变化率是定值，由法拉第电磁感应定律可知，接收线圈中的感应电流不变，故B错误；有金属片通过时，则穿过金属片中的磁通量发生变化时，金属片中也会产生感应电流，感应电流的方向与接收线圈中